莊兩翼的二十七師、三十師陣地大幅壓縮，眼見再加一把勁，就可以將二十七師、三十師和台兒莊守軍全殲在運河北岸了。
磯谷廉介聽完報告後，不住地點頭，連聲說喲西。
可惜磯谷廉介的高興沒有持續多久，晚上，華夏軍隊突然發動了全線反擊。第二十軍團的五十二軍、八十五軍、七十五軍從賴谷聯隊背後殺來。運河沿線的第二集團軍及其配屬部隊也發起反攻，台兒莊內殺聲震天。
磯谷廉介中將畢竟是受過良好軍事教育的高級將領，處變不驚，接到華夏軍隊反擊的報告後，一邊命令瀨谷啟指揮瀨谷支隊就地轉入阻擊，一邊命令第40聯隊各部嚴守城池，防止華夏軍隊偷襲。又發電催促賴武平少將率39聯隊加快速度，迅速趕到戰場，側擊華夏軍隊，掩護主力作戰。
到了夜裡兩點，兩眼通紅的磯谷廉介中將接到了界河失守的消息，腦袋轟地一聲就炸開了，原來華夏軍隊的反擊不是為了鞏固防線的戰術動作，而是蓄謀已久的圍殲戰，是想把自己的第十師團一網打盡。
這下，磯谷廉介慌了，再也顧不得什麼奪取台兒莊了，馬上向西尾壽造中將報告，請求撤退。同時，命令正在向台兒莊方向趕來的第39聯隊立即停止前進，迅速搶占陣地，做固守準備。
第39聯隊報告，部隊正趕往蘭陵鎮，決心進占蘭陵鎮，進而支援主力作戰。
磯谷廉介一想，華夏軍隊既然決心圍殲第十師團，必然會在蘭陵附近伏擊或阻擊39聯隊，千萬不能把部隊讓華夏人一鍋燴了。遂嚴令第39聯隊立即停止前進，轉向棗莊前進，與駐棗莊部隊會師。
好不容易挨到天明，磯谷廉介正要下令各部隊交替掩護，撤出戰場。華夏空軍的飛機趕到了，幾十架飛機朝著日軍陣地傾灑彈雨。
磯谷廉介躲在指揮所里，呆呆地看著天上的飛機，良久，才聲嘶力竭地命令電台迅速報告西尾壽造中將，請求航空兵立即出動，掩護部隊向嶧縣撤退。命令瀨谷啟炸毀所有帶不走的輜重，立即向嶧縣轉移。
要是昨天晚上磯谷廉介下令撤退，說不定瀨谷支隊還能逃出一線生天，可惜晚上從來都是華夏軍隊的天下，磯谷廉介害怕部隊在夜晚撤退會被華夏軍隊夾擊導致潰敗，不敢冒險，喪失了瀨谷支隊最後逃命的機會。
等到日軍航空兵趕到時，華日兩軍已經廝殺到了一起，很難分清敵我了，轟炸自然也就沒有多大效果了。
開戰以來，國軍什麼時候有過這樣狂揍日軍的機會啊！所以，知道把瀨谷支隊收在了網中的各級軍官，根本就無視日軍飛機的威脅，嘴裡無一例外地都在喊著宋美齡提出的「弟兄們，跟我上」，一次又一次地向日軍陣地衝擊。
磯谷廉介見部隊被包圍，激起了武士道精神，嚴令各部隊停止撤退，堅守陣地，堅決打退華夏軍隊的攻擊。這一來，日軍也殺紅了眼，拼死抵抗，雙方你來我往殺成一團。
磯谷廉介見部隊傷亡越來越大，很難突出重圍，只好命令在棗莊、嶧縣的40聯隊駐軍接應主力突圍。命令39聯隊加快速度，接替棗莊防務。
戰到下午，磯谷廉介悲哀地發現，彈藥、油料都供應不上了，戰線發生動搖，再不撤退的話，說不定自己就要當俘虜了。
驚慌失措的磯谷廉介，知道39聯隊還沒有趕到棗莊，僅憑40聯隊住棗莊、嶧縣的兵力，根本解不了圍。這個時候他什麼都顧不得了，一迭聲地下令部隊全線撤退，向嶧縣轉移。
日軍這一全線撤退，等於是幫了死攻硬拼的華夏軍隊的忙。各部隊不用做任何動員，奮勇追擊，不斷地截留、分割、蠶食日軍。
磯谷廉介不得不承認，自己號稱精銳的第十師團潰敗了。撤退中的部隊不停地留下掩護部隊，這些掩護部隊無一例外地在華夏軍隊追擊的狂潮中被淹沒。
一直到了晚上，磯谷廉介、瀨谷啟才領著福榮真平、赤柴八重藏等幾個骨幹官佐和一群殘兵敗將，在40聯隊住棗莊、嶧縣部隊接應下，逃進了嶧縣縣城。
一進城門，磯谷廉介就命令殘兵敗將馬上關閉城門，死守縣城。
到了40聯隊住嶧縣縣城部隊指揮部，磯谷廉介看看狼狽不堪的瀨谷啟等人，忍不住放聲大哭。
